内在群体动力学是视觉注意的神经元基础

知觉源于感觉刺激的前馈加工与内在神经活动之间的动态相互作用，而后者常常被视为噪声而被忽略。为了使知觉过程能够持续地、逐时刻地适应机体当前的需求，已有研究提出，内在动力学并非仅仅是噪声，而是反映了先验预期、任务需求和注意焦点。 在此，我们识别出一种新的注意状态表征：在这种状态下，内在的集体神经活动通过在上丘（SC）内与感觉输入发生动态相互作用来调节视空间注意。上丘是一个中脑枢纽，负责整合自下而上的视觉输入与自上而下的信号。我们表明，这些内在动力学将细胞活动组织成结构化的、类斑块的特征，这些特征在时间和拓扑上均具有局部性，其强度可与感觉诱发反应相媲美。随着动物学会参与视觉检测任务，这些特征逐渐显现，并能够在逐试次水平上预测行为结果。 尽管这些特征独立于感觉输入或外显行为，它们仍可在注意状态下被募集，从而将视觉反应增强四倍，形成一种与反应时和行为结果相一致的“动态显著性图”。计算模型表明，可调节的类斑块特征能够由上丘内局部兴奋—抑制相互作用产生，并以与实验观察一致的方式增强感觉诱发反应。总体而言，我们的结果揭示了状态依赖性的内在群体活动；这种活动与感觉输入相互作用，产生一种类似显著性图的表征，并与灵活的、目标导向的行为相关联。

知觉源于感觉刺激的前馈加工与内在神经活动之间的动态相互作用，而后者常常被视为噪声而遭到忽视。为了使知觉过程能够持续地、逐时刻地适应机体当前的需求，人们提出，内在动力学并不仅仅是噪声，而是反映了先验预期、任务需求和注意焦点。

在此，我们鉴定出一种注意状态的新型特征：在这种状态下，内在的群体神经活动通过在上丘（SC）内与感觉输入发生动态相互作用来调节视空间注意。上丘是一个中脑枢纽，负责整合自下而上的视觉输入与自上而下的信号。我们表明，这些内在动力学将细胞活动组织成具有结构的、团块状特征，这些特征在时间和拓扑上均呈局部化分布，其强度可与感觉诱发反应相媲美。这些特征随着动物学习参与视觉检测任务而出现，并能够在逐试次层面预测行为结果。尽管这些特征独立于感觉输入或外显行为，它们在注意状态下可以被募集，从而将视觉反应增强四倍，生成一种与反应时和行为结果相一致的“动态显著图”。计算模型表明，可调的团块状特征可以由上丘内局部兴奋—抑制相互作用产生，并以与实验观察一致的方式增强感觉诱发反应。总之，我们的结果揭示了一种依赖于状态的内在群体活动，它与感觉输入相互作用，产生一种类似显著图的表征，并与灵活的、目标导向的行为相关联。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.02.729565v1?rss=1

🏷️ 视觉注意 上丘 内在神经动力学 群体神经活动 显著性图 感觉输入整合